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表3.1岩体基本质量分级(续)
Ⅳ 坚硬岩，岩体破碎； 较坚硬岩，岩体较破碎—破碎； 较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整—较破碎； 软岩，岩体完整—较完整 Ⅴ 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎—破碎； 全部极软岩及全部极破碎岩
表3.2 铁道隧道围岩分级
≤250 350～251 级别 围岩主要工程地质条件 主要工程地质条件 硬质岩石（Rb>30MPa），受地质构造影响严重，节理很发育；层状软弱面（或夹层）已基本被破坏 呈碎石状压碎结构 围岩稳定状态（单线） 纵波速度Vp(km/s) 结构特征 软质岩石（Rb约5～30MPa），受地质构造严重，节理发育 呈块（石）碎（石）状镶嵌结构 拱部无支护时，可产生较大的坍塌，Ⅳ 土：1、略具压密或成岩作用的粘性土及砂性土 2、黄土（Q1、Q2） 3、一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土 1和2呈大块状压密结构，3呈巨快状整体结构 1.5～3.0 侧壁有时失去稳定
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表3.2 铁道隧道围岩分级(续)
石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，呈角（砾）碎（石）裂隙杂乱，呈石夹土或土夹石状 状松散结构 围岩易坍塌，处理不当易出现大坍塌，侧壁经常小坍Ⅴ 一般第四系的半干硬至硬塑的粘性非粘性土呈松散结塌；浅埋时易出现土及稍湿至 潮湿的一般碎石土、卵构、粘性土及黄土呈地表下沉（陷）或石土、圆砾、角砾土及黄土（Q3、Q4） 松软结构 塌至地表 围岩极易坍塌变粘性土呈易蠕动的松形，有水时土砂常1.0～2.0 <1.0（饱和状态的土与水一起涌出，浅<1.5） 埋时易塌至地表 Ⅵ 较软状粘性土及潮湿的粉细砂等 软结构，砂性土呈潮湿松散结构
表3.3 隧道物理力学指标推荐值
围岩级别 Ⅳ Ⅴ 密度ρ（t/m3） 2.0 1.8 弹性模量E (GPa) 5 1.5 泊松比 μ 0.3 0.4 计算摩擦角φ 45° 35° 摩擦系数f 0.4 0.4 根据表3.1、3.2、3.3及地调成果及钻探、声波测试资料分析，并结合室内岩体试验数据，该隧道的围岩级别划分及相关物理力学指标如下：
（1）K11+295～K11+405段，长110m，为隧道的进口。顶板厚4.0～70.0m岩性为粘土及强中风化粉砂质板岩夹中风化凝灰岩。岩石风化较强烈节理裂隙较发育，岩质较软，岩体成破碎结构洞口开挖易坍塌，成洞较困难。本段按Ⅴ级围岩支护，在开挖掘进时建议采用超前多层锚杆，小导管注浆或管棚支护，单侧导坑法开挖，以锚喷加钢筋网的复合式支护。隧道洞口仰坡，边坡高度和坡度建议值：岩质（Ⅴ级）边坡开挖高度＜20m，按1:0.75设计，土质边坡（Ⅴ级）开挖高度＜15m，按1:1.25设计，残坡积较薄的可以清除，并对洞口边，仰坡硬采取必要的防护措施，如浆砌片石防护或锚喷混凝土、衬砌护坡等。
贵州大学本科毕业论文（设计） 第 12 页 （2）K11+405～K11+765段，长360m，为隧道中间段。顶板厚64.0～114.0m，岩性为中风化凝灰岩夹粉砂质板岩。节理裂隙较发育，岩质中硬，局部有弱溶蚀现象，洞身开挖拱部无支护时可产生坍塌。本段按Ⅳ级围岩进行支护，开挖掘进时采用超前布设稀疏锚杆，以单侧壁导坑法开挖，第一次锚喷联合初期支护，采用挂网潮喷，第二次筑模现浇混凝土。
（3）K11+765～K11+895段，长130m，为隧道出口段。顶板厚3.0～64.0m。岩性为粘土及中风化凝灰岩夹粉砂质板岩，节理裂隙较发育，岩质中硬，局部有溶蚀现象，侧壁基本稳定，洞口开挖拱部无支护时可产生小坍塌。本段按Ⅴ级围岩进行支护。隧道进出口段（浅埋段）围岩分级较低，洞顶围岩厚度较小，成洞困难，建议采用明洞设计方案或作路堑处理。
3.3 隧道结构形式及断面设计
隧道设计除考虑工程地质、水文地质等相关条件外，同时受线路纵横指标以及三方面组合设计的制约，还需要考虑跨度、埋深、开挖方式、开挖方法和施工经验等条件，并进行安全、经济、技术等方面的综合比较。因此，合理设计隧道线形及选择隧道形式对适应地形条件，环境保护及工程量和造价上部具有十分重要的意义。
XXX隧道横穿山岭，为三级公路隧道，隧道为整体式隧道，呈东西向展布。起讫桩号K11+295～K11+895，进洞口设计标高+1262.523m，出洞口设计标高+1251.730m。全长600m，最大埋深121m。洞室建筑限界净宽9.8m，净高5m。
隧道进口和出口均位于坡体内，其中进出口段位于山坡斜坡较陡地段，进口自然坡度角15～50°。进出口段上覆残坡积粘土分布厚度较厚岩性为中风化凝灰岩，岩石裂隙较发育。围岩为Ⅳ和Ⅴ级，整体稳定性差，成洞条件较差，围岩易坍塌，处理不当可能出现大面积坍塌或冒顶。
根据隧道所处的地质条件、地形条件、隧道设计参数、开挖技术和施工经验等条件，并进行安全、经济、技术等方面的综合比较，综上考虑衬砌内轮廓的形状和尺寸根据围岩级别、结构受力特点以及便于施工等因素，本隧道选用单洞双向曲拱隧道形式。
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3.4 单洞双向曲拱隧道的特点及亟待解决的问题
根据国内外已建成的单洞双向隧道工程实例及成功经验，它与其他分离式隧道相比有很多优点。主要有：
地形条件限制少，没有隧道间相互开挖的影响，对环境植被破坏较小，造价低，工期短，便于紧急时交通疏散与管理，可提高日常使用和施工的安全性，具有一定的环境和社会效益。
但是，单洞双向隧道洞身埋深较浅，在施工中出现的问题也比较多。应注意下列一些问题：
隧道施工严格按照“严控水、管超前、后开挖、短进尺、强支护、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。
隧道开挖前，首先根据设计图纸完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施套拱，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。明洞衬砌应选择适当的时机施作，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。施工通风采用管道压入式通风。
3.5 开挖方案的选择
3.5.1 单洞隧道常用的开挖方法
隧道开挖方法主要是根据隧道的地质条件决定的，同时也必须考虑机械设备情况、材料情况、技术水平、隧道长度、断面积大小、工期要求及经济效益等因素；在做法上要加强管理，能做到均衡生产，符合快速、优质、安全、节约的原则。
隧道工程不同于其他工程的显著特点之一，就是在有限空间内，必须使有效设备和人员，协调而高效的发挥作用，才能在单位时间内取得良好的效果，它涉及的因素很多，如施工机具及其配套综合能力、机具设备是否与所采用的施工方案相适应、施工方案是否与所处地质环境和支护手段协调、领先工序与后续工序的配合、组织指挥和管理水平，这些都是影响施工进度各项指标完成的因素。
现列出几种常用的隧道开挖方法，以进行优化比选。
（2）1（7）1
4533 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 14 页 1、双侧壁导坑法
（6）545分部开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖分部剩余部分的方法。其施工步骤参见图3.2。
（6）（2）（10）（6）55（10）17（10）（4）13（9）（8）73
（8）图3.2 双侧壁导坑法法施工横断面及纵断面示意图
施工顺序说明：1.左（右）导坑开挖；（2）左（右）导坑初期支护；3.右（左）导
（2）17（14）71坑开挖；（4）右（左）导坑初期支护；5.上台阶开挖；（6）上台阶初期支护、导坑隔壁（14）（4）（14）3（6）9（12）（10）93（2）拆除；7.下台阶开挖；（8）仰拱初期支护；（9）仰拱超前浇筑；（10）全断面二次衬砌。 （14）（4）施工要点:
5（6）（13）11115（1）围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工，局部需爆破施工时，宜弱
爆破施工，以尽量减少对地层的扰动。
（2）开挖应严格按规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法；同时，应有较准确的超前地质预报。
（3）开挖时的排水工作要认真做好，在保证排水畅通的同时，重点要对两侧临时排（6）（2）1551水沟铺砌抹面，防止钢支撑基底软化。 （4）（14）3（14）（4）侧壁导坑开挖后，应及时施工初期支护并尽早形成封闭环；侧壁导坑形状应近773（4）（10）于椭圆形断面，导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一；左右导坑施工时，前后拉开距
9（10）（13）（13）11（12）119离不宜小于15m；导坑与中间土体同时施工时，导坑应超前30～50m。
本隧道进、出口处可采用此法。 2.分部（环形）预留核心土法
先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。其施工步骤参见图3.3。